基层农作物种质资源保护技术普及与应用推广研究

农作物种质资源是最基础，最有战略价值的资源之一，在当今全球化的农业发展背景下，农作物种质资源的保护显得愈发重要。然而，由于气候变化，环境污染，商业化品种扩散等因素的影响，许多珍贵的农作物种质资源正面临丧失的风险，而基层作为农作物种质资源保护的毛细血管，其工作的有效推进对于整个保护体系的完善具有重要意义。本文从作物种质资源学科的建立和作物种质资源分布展开，论述了农作物种质资源保护工作的意义，最后重点探讨了农作物种质资源保护在基层推进时，收集、鉴定、扩繁和保存等方面技术。

一、作物种质资源学科的建立

作物种质资源学科的建立是一个长期而复杂的过程，它涉及到多个学科领域的交叉与融合。作物种质资源学科的建立离不开对栽培植物起源、遗传变异以及作物与其野生近缘植物之间关系的深入研究。这些研究为作物种质资源学科提供了坚实的理论基础。作物种质资源学科的建立也离不开全球范围内种质资源的考察与收集工作。从20世纪初开始，全球各地的科学家纷纷投入到种质资源的考察与收集中，这些工作不仅极大地丰富了作物种质资源库的多样性，也为后续的研究提供了宝贵的材料。特别是苏联科学家瓦维洛夫的工作，他通过大量的实地考察和收集，提出了“栽培植物起源中心理论”和“遗传变异的同源系列定律”，为作物种质资源学科的发展奠定了重要基础。

二、农作物种质资源保护意义和展望

1、作物种质资源保护的意义

农作物种质资源通常包括农作物的地方品种、野生种等繁殖材料，其形态包括种子、果实、根、茎、苗、芽等。农作物种质资源保护对推动农业发展、促进生态保护具有重要意义。随着全球气候变暖，人口持续增加和土地沙漠化等因素的影响，农业生产面临着不断增加的风险和挑战。农作物种质资源保护，是农业种质资源利用和开发的基础，为农作物品种的培育、改良和创新提供重要支撑，以提高农作物的适应性和抗逆性等，从而保障粮食的稳定供应和质量安全。农作物种质资源保护还能够提高生态系统的稳定性和可持续性，在生态系统中，植物作为自然界的主要生产者，在土地保育和生态环境修复等方面发挥着重要作用，其不仅是食品安全的基石，也是环境中重要的稳定因素，如果植物的品种和数量过于单一，就会导致生态平衡的失衡，而进行农作物种质资源保护，能够保存农作物的多样性，并寻找适应环境变化的新品种，以减少使用化学农药和化肥等有害物质，促进生态系统的平衡和可持续发展。

2、作物种质资源保护存在的问题和展望

由于生态环境变化和商业化品种的推广，对农作物种质资源保护带来了挑战。生态环境变化，使得某些传统种质资源的生存环境出现了明显变化，种质资源的多样性岌岌可危;商业化品种的推广，对农作物单位产量的提升非常显著，但是也使传统农家品种不断退出市场，很多品种种植面积不断缩减甚至几乎消失。尤其是随着现代农业发展及农村土地流转，地方作物种植结构发生巨变，加之种植者保护意识不强，造成地方品种资源逐步流失。近年开展的第三次农作物种质资源普查取得丰硕的成果，新收集农作物种质资源13.9万份，国家库长期保存资源种类较普查前增加了370个，增幅达21.4%，有效保护了地方优质种质资源。

三、农作物种质资源保护在基层推进的技术探讨

农作物种质资源保护通常分为原位保护和离位保护。原位保护是指在作物天然生长的位置对其进行保护，这种方法可以保持物种在自然环境中的适应性和演化过程。如设立种质资源保护区，保护农作物及其野生近缘种的自然栖息。离位保护是指将种质资源从其原始生态环境中取出，通过人工方法进行保存和管理。最常见的离位保护方式是建立种子库和作物圃，集中长期保存，截至2023年我国国家级农业种质资源保护体系离位保护方面，构建了以1个长期库为核心，1个复份库、15个中期库和55个种质圃为依托的保护体系，离位保护方面优势是安全性高，便于研究和育种等，下文主要探讨离位保护技术。

1、农作物种质资源收集

①田野调查

田野调查前要明确调查的主要目的和对象，比如是要调查某一特定农作物种质资源，还是该地区广泛的农作物种质资源。开展田野调查要求研究人员深入到可能存在优质农作物种质资源的乡间村落、滩涂林地、高山丘陵进行实地考察，例如，在海拔350-900m的黄河中下游的湿地，拥有芦苇和香附子等多种可加快生态修复进程的作物，研究人员要和当地农民深入交流，识别具有代表性遗传特征的作物，并使用GPS定位确定资源的精确坐标，记录适宜采集时间和联系人等。

②采集过程

在田野调查的基础上，下一步可开展对目标农作物种质资源样本采集。采集的样本包括种子、枝条、根茎、植株等，具体取决于作物的常规繁殖方式和保证遗传特性稳定性的方式。采集过程中要注意代表性、最低干扰性、可持续性采集原则。代表性含义是采集的样本应具有地方代表性，能够有效反映目标作物的遗传特征。最低干扰性含义是采集过程中应尽量降低对采集地生态系统和农民种植习惯及村民生活方式的干扰。可持续性含义是采集应遵循可持续方针，确保资源在本地的繁衍，不影响其长期可利用率。采集方法分为种子采集、无性繁殖材料采集。对于以种子繁殖的农作物，如大多数豆科、十字花科、茄科作物，应在适宜季节，选择健壮、无病虫害的植株，采集成熟度适宜的健康种子，玉米、扁豆等大型种子推荐采集750g，小麦、水稻等中型种子推荐采集500g，小粒蔬菜种子采集50-280g，有条件的情况尽量采集双份，采集后去除茎、叶、果皮等杂质，干燥后分批由县级提交市级，再汇总后逐级提交。对于无性繁殖的作物，比如蔷薇科、石榴科等果树，通常优选在冬季采集落叶后1年生枝条12枝左右，保留足够芽苞，用湿毛巾或湿报纸做好保湿，及时直接邮寄到对应作物圃，确保采集的枝条保有活力。

③数据记录

对采集的农作物种质资源要进行详细记录，对每个样本的记录要包括采集编号，采集地点，生长位置的海拔和经纬度，采集日期，生态环境信息，样本特征，信息提供人等，返回后及时将纸质的调查数据转换为电子数据，便于后续处理和分析。记录地质调查数据时可对各作物分别进行生境、整株和特征特性拍摄，拍摄时要选取作物特征特性明显的季节，并保证照片完整，清晰，构图协调，背景简洁，像素推荐达到1000万像素以上，可适当增加标尺，拍摄白菜和卷心菜等推荐拍摄蔬菜剖面，拍摄荚果类要有带荚照片。待提交作物要使用统一的标签标识，确保每个样本都有清晰的标签，标明编码、种质名称、采集地，便于后续的管理和利用。

2、农作物种质资源鉴定

农作物种质资源鉴定是对收集的种质资源进行评价，如口感、色泽、蛋白质含量、维生素含量等，以及在田间条件下的产量、抗病性、抗虫性、抗逆性（如耐旱、耐盐碱）等。通过这些评价，可筛选出品质良好，具有优良性状的种质资源。这些评价对于农作物利用和培育具有重要意义。基层农业部门由于设备仪器的限制，进行种质资源的品质鉴定可能面临一些困难，不过这并不意味着基层无法开展，建议基层可通过初步鉴定，简易实验室检测，感官评估，田间观测等方式开展鉴定。

①初步鉴定

对收集的农作物种质资源根据形态学、生物学特性，进行初步鉴定，包括植株高度、叶片形状、花型、果实种子特征等，通过对这些基本特征鉴定，可以对农作物种质资源进行初步的分类和筛取。

②简易实验室检测

基层部门可通过充分利用现有设备，如较常见的电子天平、PH仪等开展简易实验室检测，鉴定时尽量充分了解和掌握现有设备的性能和使用方法，可有效获取种子类种质资源的千粒重、酸碱度等属性。

③感官评估

利用人们的感官进行评价，尤其适用于评价口感、色泽等。可以通过组织农民、市民及食品加工者进行品尝和肉眼评估，以获取直观的品质反馈。

④田间观测

在田间条件下观测作物的生长情况，包括产量、抗病性、抗虫性、抗逆性等，通过记录和比较在相同田间条件下，不同农作物种质资源的表现，可以筛选出表现优良的品种，尤其适用需要扩繁的作物。

3、农作物种质资源扩繁

①农作物种质资源扩繁的含义和分类

农作物种质资源扩繁指的是对农作物种质资源的种子（及其他繁殖材料）进行繁育的过程，最终目的是获得目标数量的相应农作物种质资源繁殖材料。传统扩繁技术主要包含种子繁殖和无性繁殖两种。种子繁殖是通过自然或人工授粉，使作物产生种子，进而通过播种实现作物种群扩大。这种方法广泛应用于多数农作物的繁殖中，操作简单，成本较低，例如小麦、水稻、玉米等主要粮食作物通过选择优良种子进行繁殖，可以有效提高作物的产量和品质，一般情况下，在良好的种植条件和管理下，一粒小麦种子经过一季繁殖，可以收获约20-50粒新的小麦种子，一粒西瓜种子经过一季繁殖，平均能产出50-80粒新种子。此外，种子繁殖技术还包括杂交育种，通过杂交可以获得具有优良性状的后代，如杂交水稻的推广显著提高了水稻的产量。但受限于作物遗传稳定性，不太适合果树类作物，也不适合自然条件下多以无性繁殖的作物。无性繁殖则是利用植物的根、茎、叶等部位进行繁殖，如扦插、嫁接等，这种方式能够保持母本的遗传特性，但繁殖效率相对较低。现代扩繁技术则更为先进，有组织培养技术和基因工程技术等。

②种子繁殖

基层最适合采用种子繁殖方式对农作物种质资源进行扩繁，下面是扩繁技术注意事项。在扩繁种子时，为了提高种子质量，首先要选择健康、饱满、纯正、无病虫害的优质种子;根据种子特性，对其进行消毒、浸种、催芽等处理，以提高种子的发芽率和出苗整齐度;播种时依据作物的特性和当地的气候条件，选择适宜的播种日期;播种方法主要参考原始种子数量和目标数量差距，同时结合种子大小、土壤状况等因素，如原始种子数量和目标数量差距较大，推荐采用育苗移栽方式，如差距较小也可采取直播方式，如条播、点播，不推荐撒播;播种环境方面要准备适宜的土壤，包括肥力、酸碱度、排水性等要素，且无病虫害和杂草污染，有条件可对土壤消毒处理，药品可选用氯化苦（推荐使用剂量10-40g/m2），生石灰（推荐使用剂量50-200g/m2），棉隆（推荐使用剂量50-150g/m2）等，并保持适宜的温度、湿度、光照;按照扩繁设计精确测量和划分小区，设置清晰的标识和边界;田间管理期间做好合理密植，保证植株有足够的空间和养分生长，根据作物需求提供均衡的营养，精准施肥，特别注意补充微量元素;及时防控病虫害，减少对植株和种子的损害，防控时定期监测病虫害的发生情况，采取预防为主、综合防治的策略，优先选择生物防治、物理防治等绿色安全防控手段，必要时合理使用低毒、高效、低残留的农药，并严格控制使用剂量和时间间隔期;科学灌溉，根据作物生长阶段和天气状况，合理控制灌水量和灌溉时间，保持适度的土壤水分，既不过湿也不过干;在生长期间，及时去除杂株和劣株，保持种子的纯度，根据不同的作物，还可采用空间隔离、屏障隔离或时间隔离等方法，防止外来花粉的污染;最后严格按照品种的成熟特征，在最佳时机收获种子，以保证种子的成熟度和活力。

4、农作物种质资源保存和利用

①农作物种质资源保存

鉴定、扩繁后的样本需要进行妥善保存管理，以确保其能够保持遗传特征稳定，便于后期的实验和利用。对于新鲜采集的种子类作物样本，需要进行妥善处理，如清洗、干燥、筛选等，去除杂质和不良种子，确保种子的质量。其中种子干燥是保存过程中的关键步骤，种子应在适宜的温度和湿度条件下进行干燥，以降低种子含水量，防止霉变和虫害。通常，种子含水量应控制在5%-10%之间，不同作物有所不同，谷物类可稍高，应避免高温（>30℃）和高湿（相对湿度>75%）的储藏环境。由于基层设备的限制，最好及时从基层将样本转移到市级、省级、国家级种质资源库或其他保存设施中，进行保存。同时要注意数据保存，将填写完整的调查和征集表，由各级专家核对后录入数据库，便于查询和利用。

②农作物种质资源利用

基层单位加强本地区农作物种质资源利用，可采取与科研机构、高校等合作，推广优良种质资源应用。基层单位可以与科研机构、高校等合作，比如上一级的农科院及本地大学农学院，利用现代生物技术手段，对种质资源进行创新利用，培育出适宜本地区自然环境，产量高、品质优的新品种。基层单位也可在本地推广优良种质资源，将筛取出适宜直接利用的优良种质资源推广到农业生产中，通过示范种植、技术培训等方式，帮助农民了解和掌握作物的种植技术，提高农业生产效益。

综上所述，基层农作物种质资源保护技术的普及与应用推广研究，是一项关乎国家粮食安全、农业可持续发展及生物多样性保护的重要课题。随着科技的不断进步和农业现代化的推进，我们深刻认识到，只有加强基层农作物种质资源的保护与利用，才能为农业的可持续发展奠定坚实基础。本研究通过深入分析当前基层农作物种质资源保护的现状与问题，结合国内外先进经验和技术手段，提出了一系列切实可行的保护措施和应用推广策略。我们致力于将先进的保护技术普及到广大农村地区，提高基层农技人员和农民群众的保护意识与技能水平，促进农作物种质资源的有效保存与合理利用。

（作者单位：475000河南省开封市种业发展中心）